Лабораторная работа "Определение жесткости пружины с помощью пружинного маятника"
опыты и эксперименты по физике (9 класс) на тему

Демина Марина Юрьевна
Опубликовано 22.01.2015 - 12:46 - Демина Марина Юрьевна

Лабораторная работа предлагается  для 9 класса с углубленным изучение физики

Предлагается измерить жесткость пружинного маятника и оценить погрешность результата.

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл opredelenie_zhestkosti_pruzhiny_s_pomoshchyu_pruzhinnogo_mayatnika.docx27.94 КБ

Предварительный просмотр:

Лабораторная работа

«Определение жесткости пружины с помощью пружинного маятника»

Цель работы: на опыте научиться измерять жесткость пружины с помощью пружинного маятника и оценить погрешность измерений.

Оборудование:  секундомер,  штатив с муфтой и лапкой,  3 груза массой по 100 г, пружина, линейка.

Теория.

 При малых отклонениях от положения равновесия период колебаний пружинного маятника зависит от жесткости пружины и массы груза  и определяется по формуле:

T=2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}

На опыте определить период колебаний маятника можно, измерив время нескольких колебаний, по формуле:

 T=\frac{t}{N}

После математических преобразований этих формул получаем выражение для ускорения свободного падения:

k=\frac{2\pi ^{2} m N^{2}}{t^{2}}

где m — масса груза, N — число колебаний, t — время колебаний.

 

Порядок выполнения  работы.

  1. Установите штатив, закрепив в его верхней части с помощью муфты и лапки вертикально расположенную пружину.  Подвесьте к пружине 2 груза  массой по 100 г.
  2. Растяните пружину на 2 — 3 см, потянув ее за грузики вниз,  и отпустите ее.
  3. Определите время 10 полных колебаний грузиков. Повторите опыт 3 раза, каждый раз внося в таблицу результаты измерения времени  t и числа колебаний N.
  4. Определите среднее значение времени по формуле:

t_{cp}=\frac{t_{1}+t_{2}+t_{3}}{3}

  1. Вычислите жесткость пружины по формуле:

  1. Результаты вычислений внесите в таблицу 1.

Таблица 1

№

Опыта

Масса грузов,

m, кг

Число колебаний маятника,

N

Время колебаний

t, с

Среднее время колебаний

tср , с

Жесткость пружины,

kср1, Н/м

Относительная погрешность измерений,

ε , %

Абсолютная погрешность измерений,

∆k, Н/м

1

2

3

 

7. Расчет погрешности измерений.

1.  Определите относительную погрешность измерений по формуле, учитывая, что погрешность массы при изготовлении грузов составляет ∆m = 0,001кг, погрешность измерения времени при использовании секундомера равна ∆t = 0,1 с.

\varepsilon =\frac{\bigtriangleup m}{m}+2\frac{\bigtriangleup t}{t_{cp}}

2.   Определите абсолютную погрешность измерений по формуле:

∆k = kср1 . ε

3. Результаты вычислений погрешности внесите в таблицу, умножив относительную погрешность на 100 %.

8. Дополнительное задание.

1. Определить по шкале «естественную» длину  пружины, укрепленной на установке.

2. При трех различных грузах в положении равновесия определить длину пружины .

3. В каждом опыте вычислить коэффициент упругости пружины в соответствии с формулой                                 

и найти его среднее значение. Массы всех грузов указаны на них. Данные занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ опыта

Масса грузов,

m, кг

Начальная длина пружины,

 l о, м

Конечная длина пружины,

 l , м

Жесткость пружины,

k2, Н/м

Среднее значение жесткости пружины ,

kср2, Н/м

1

2

3

 

9.Сделайте схематический рисунок.

  1. .Сравните значения kср1 и kср2 . Сделайте вывод, исходя из цели работы.


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Лабораторная работа "Измерение массы тела при помощи пружины"

Данная работа может быть использована при выполнении лабораторного практикума...

Методическая разработка урока по теме: лабораторная работа "Измерение ускорения свободного падения при помощи математического маятника"

Цели урока:Обучающие:  формировать умение, расчитывать ускорение свободного падения на ЗемлеРазвивающие: развивать умение и навыки сравнивать, применять знания в конкретных ситуацияхВоспитательны...

Лабораторная работа "Получение изображения с помощью линз "

Лабораторная работа "Получение изображения с помощью линз "...

Урок лабораторная работа в 7 классе "Градуирование пружины динамометром"

Урок -лабораторная работа....

Измерение массы тела с помощью пружинного маятника

Лабораторная работа, которую можно провести на физическом практикуме....

Урок №94. Лабораторная работа №7 «Определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника» 9 физико-математический и инженерный профиль

В рамках дистанционного обучения разработан план занятий с использованием видео материала для 9 ых классов по выполнению лабораторной работы....

201. Виртуальная лабораторная работа по физике «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» - http://efizika.ru/html5/201/index.html

201. Виртуальная лабораторная работа по физике «Определение ускорения свободного падения с помощью математического маятника» - http://efizika.ru/html5/201/index.html.Цель работы: определит...